光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)及光(guang)(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是(shi)目(mu)前研究較多的(de)(de)一項高級氧化(hua)(hua)技(ji)術。所謂光(guang)(guang)催化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying),就是(shi)在光(guang)(guang)的(de)(de)作用下進(jin)行的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應(ying)。光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應(ying)需要分(fen)子(zi)(zi)吸收特定波長的(de)(de)電磁輻射,受激產生(sheng)分(fen)子(zi)(zi)激發態,然后會發生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成新的(de)(de)物(wu)質,或者(zhe)變成引發熱反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)中(zhong)間化(hua)(hua)學(xue)產物(wu)。光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)活(huo)化(hua)(hua)能(neng)來源(yuan)于光(guang)(guang)子(zi)(zi)的(de)(de)能(neng)量,在太陽能(neng)的(de)(de)利用中(zhong)光(guang)(guang)電轉化(hua)(hua)以(yi)及光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)轉化(hua)(hua)一直是(shi)十(shi)分(fen)活(huo)躍的(de)(de)研究領(ling)域。
光(guang)(guang)催化氧化技術利用光(guang)(guang)激發(fa)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光(guang)(guang)輻射相結合。所用光(guang)(guang)主要為紫(zi)外光(guang)(guang),包括(kuo)uv-H2O2、uv-O2等工藝,可(ke)以用于處(chu)理污水(shui)中(zhong)CCl4、多(duo)氯聯苯等難降解(jie)物質。另外,在(zai)有(you)紫(zi)外光(guang)(guang)的Fenton體系中(zhong),紫(zi)外光(guang)(guang)與鐵離(li)子之間存在(zai)著協同效應,使(shi)H2O2分解(jie)產生羥基(ji)自由基(ji)的速率大大加(jia)快,促進有(you)機物的氧化去除。
發展史:1972 年(nian),Fujishima和(he) Honda在n—型(xing)半導體TiO2電極上(shang)發現了(le)光(guang)催化(hua)(hua)裂解水(shui)反應,在Nature上(shang)發表了(le)“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭(jie)開(kai)了(le)多相光(guang)催化(hua)(hua)新時代的序(xu)幕。
1976 年John. H .Carey等研究了多氯(lv)聯苯的光催化氧(yang)化,被認為是光催化技術在消(xiao)除環境污染物方面(mian)的首創性研究工作。
1977 年,YokotaT等發(fa)現在光(guang)(guang)照條件下,TiO2對丙(bing)烯環氧(yang)化(hua)具有(you)光(guang)(guang)催(cui)化(hua)活性,從而拓(tuo)寬(kuan)了光(guang)(guang)催(cui)化(hua)的(de)應用范圍,為(wei)有(you)機物氧(yang)化(hua)反(fan)應提供了一條新的(de)思路。
自1983 年起,A.L.Pruden和D.Follio就(jiu)烷烴(jing)、烯(xi)烴(jing)和芳香烴(jing)的氯化物(wu)等(deng)一系列污染(ran)物(wu)的光催化氧化作(zuo)了連續研究,發現反(fan)應物(wu)都能迅速降解。
1989 年(nian),Tanaka.K 等人(ren)研(yan)究發現(xian)有機物的半(ban)導體光催化過程由羥基自由基(OH)引起,在體系(xi)中加(jia)入H2O2可(ke)增加(jia)OH的濃度。
進(jin)入了90 年代,隨著納米技術的(de)(de)興(xing)起和光催(cui)化技術在環境保(bao)護、衛生保(bao)健、有機合成等方面應用研究的(de)(de)發展迅速,納米量級的(de)(de)光催(cui)化劑(ji)的(de)(de)研究,已(yi)經成為(wei)國際上最活(huo)躍的(de)(de)研究領域之一。